Монография посвящена проблемам построения и использования физико-математических моделей тепло- и влагообмена подстилающей поверхности суши с атмосферой (LSM-моделей) для геофизических систем разных пространственных масштабов (от локального до глобального). Показана определяющая роль во взаимодействии суши с атмосферой системы: почва – растительный/снежный покров – приземный слой атмосферы (SVAS). Проанализированы основные механизмы процессов, протекающих в различных составляющих системы SVAS. Построены параметризации указанных процессов для использования их в разработанной авторами LSM-модели SWAP (Soil Water – Atmosphere – Plants) формирования радиационного, теплового и водного режимов различных экосистем суши. Дан сравнительный анализ современных LSM-моделей, рассмотрены вопросы их информационного обеспечения, методы учета пространственной неоднородности подстилающей поверхности и гидрометеорологических характеристик. Представлены результаты проверки SWAP и ее сопоставления с другими LSM-моделями для множества геофизических систем суши разных пространственных масштабов и характеризующихся различными природными условиями. Приведены примеры использования SWAP для решения различных биосферных задач. Для специалистов в области гидрологии, гидрометеорологии, климатологии, экологии, водных ресурсов.